1
Il giorno
Giorno siderale (o sidereo)
Intervallo di tempo necessario per una rotazione completa della Terra intorno al suo asse con riferimento alle stelle. Intervallo di tempo fra due culminazioni successive di una stella fissa sul meridiano del luogo.
Durata: 23 h 56 m
Intervallo di tempo necessario per una rotazione completa della Terra intorno al suo asse.
1) Giorno siderale (o sidereo) 23 h 56 m 2) Giorno solare vero (o apparente) ~24 h 3) Giorno solare medio 24 h
stella fissa
stella fissa
Meridiano del luogo Meridiano del luogo
1
2
Giorno solare vero (o apparente)
Intervallo di tempo necessario per una rotazione completa della Terra intorno al suo asse con riferimento al Sole. Intervallo di tempo fra due culminazioni successive del Sole sul meridiano del luogo.
Durata ~24 h
Meridiano del luogo
Meridiano del luogo
1
2
Differenza fra giorno sidereo e solare
stella fissa
stella fissa
~1°
~1°
Meridiano del luogo
Meridiano del luogo
1
2
3 Cause della diversa lunghezza
del giorno solare vero
1) Variabilità della velocità di rivoluzione Lunghezza minima in afelio, massima in
perielio.
2) Obliquità dell’eclittica (non coincidenza fra piano dell’eclittica e piano equatoriale)
Lunghezza minima negli equinozi, massima nei solstizi.
Giorno solare medio
E’ la media di tutti i giorni solari veri di un anno. Durata: 24 h
+28s
-22s
Effetto dell’obliquità dell’eclittica
Effetto della variabilità della velocità di rivoluzione Lunghezza
del giorno solare apparente
Effetto combinato
Equinozio
Equinozio Solstizio Solstizio
Mesi dell’anno
stella fissa
afelio
perielio β
α
α
β
Intervallo di tempo necessario per una rivoluzione completa della Terra intorno al Sole.
Anno siderale (o sidereo)
Intervallo di tempo necessario per una rivoluzione completa della Terra intorno al Sole con riferimento alle stelle.
Durata 365 g 6 h 9 m 10 s
1) Anno siderale (o sidereo) 365 g 6 h 9 m 10 s 2) Anno tropico 365 g 5 h 48 m 46 s
3) Anno del calendario 365 g
L’anno
5
Anno tropico
Intervallo di tempo fra due equinozi di primavera successivi.
Durata 365 g 5 h 48 m 46 s
α = 50” α
1 2
Periodo: ~26.000anni
Precessione dell’asse terrestre (o precessione luni-solare)
7
Le stagioni
Primavera 92
g19
h00
mEstate 93
g15
h17
m---
186
g10
h17
mFigura 4.2 Str.Ingl.
linea dei solstizi linea degli equinozi
Equinozio di Primavera(20-21 marzo)
Equinozio d’Autunno (22-23 settembre) Solstizio d’Estate
(21-22 giugno)
Solstizio d’Inverno (21-22 dicembre)
Perielio (3 gennaio) Afelio
(4 luglio)
Inizio e fine anno tropico
152 mil. di km 147 mil. di km
Fuoco
Autunno 89
g19
h27
mInverno 89
g00
h05
m--- 178
g19
h32
mAnno del calendario
Anno convenzionale. Durata: 365 g esatti
Anno bisestile di 366 g ogni 4 anni (29 febbraio)
Un anno è bisestile solo se esattamente divisibile per 4.
Regola degli anni centenari (multipli di 100):
Un anno centenario è bisestile solo se esattamente divisibile per 400.
5 h 48 m 46 s x 4 = 23 h 15 m 04 s
N
La distribuzione del tempo sulla superficie terrestre
Una differenza angolare in longitudine corrisponde ad una differenza temporale:
15° = 1 h 1° = 4 m 1’ = 4 s
13
11 12 4m 18
6
24
15°
12Il meridiano di mezzogiorno divide l’emisfero illuminato in due parti uguali per cui l’intervallo di tempo fra l’alba e il mezzogiorno è uguale all’intervallo di tempo fra il mezzogiorno e il tramonto
1°
9
Ora dell’alba e del tramonto
1) Metodo empirico 2) Metodo analitico
Metodo empirico
Latitudine di tangenza del circolo di illuminazione α = 90° - δ δ = declinazione del Sole
Esempio:
Ora dell’alba ad una lat. 40° N
Distanza angolare dal meridiano delle 6 ~23°
23° x 4 m = 92 m = 1 h 32 m 6 h + 1 h 32 m = 7 h 32 m
Durata del dì 4 h 28 m x 2 = 8 h 56 m 16 h 28 m – 7 h 32 m = 8 h 56 m Distanza angolare dal meridiano di mezz. ~67°
Ora del tramonto
12h + 4h 28m = 16h 28m
67° x 4m = 268m = 4h 28m
12h – 4h 28m = 7h 32m
L’analemma
Metodo analitico
sen γ = tg φ x tg δ
Ora dell’alba e del tramonto al solstizio d’inverno ad una latitudine di 40° N φ = 40° δ = 23° 27’ S
sen γ = tg 40° x tg 23° 27’ = 0,839 x 0,434 = 0,364 arcsen 0,364 = 21,34°
21,34° x 4
m= 85,369
m= 85
m22
s= 1
h25
m22
salba: 6
h+ 1
h25
m22
s= 7
h25
m22
stramonto: 18
h- 1
h25
m22
s= 16
h34
m38
s(7
h32
m -16
h28
m)
I diagrammi alba-tramonto
40°N Alba : met.analitico7:25 grafico 7:20
Tramonto: met. analitico 16:35 grafico 16:35
13
Il crepuscolo Periodo di illuminazione con presenza di luce solare diffusa (indiretta) che precede l’alba e segue il tramonto.
0° - 6° Crepuscolo civile 0° - 12° Crepuscolo nautico
0° - 18° Crepuscolo astronomico S
W E
(Equinozio)
15
Metodo di Eratostene (276-195 a.c.)
1 stadio attico 157m ?? 185m??
157 m x 250.000 = 39.700 km 185 m x 250.000 = 46.250 km
7° 12’ : 360° = 5000 st.att. : x x = (360° x 5000 st.att.) / 7° 12’ = 250.000 st.att.
Il tempo locale e il tempo standard (o sistema dei fusi orari)
Il tempo locale
Fino al 1866 in Italia era in uso l’ora locale (ogni città aveva l’ora locale) Fra il 1866 e il 1886 tutte le città adottarono l’ora nazionale (ora di Roma)
Il tempo standard (istituito nel 1884, adottato in Italia il 31/10/1893)
Individuazione di 24 meridiani, partendo da quello di Greenwich, distanziati di 15°.
Definizione di un fuso, dell’ampiezza in longitudine di 15°, nell’intorno di ciascun meridiano.
Tutti i luoghi all’interno di un fuso hanno lo stesso orario del meridiano centrale del fuso.
L’orario dei diversi fusi differisce di un numero intero di ore.
7°30’ 7°30’
15°
meridiano orario
17 1) I limiti dei fusi sono adattati ai limiti amministrativi
2) Alcune nazioni adottano l’ora legale estiva o permanente (Federazione Russa) 3) Alcune nazioni adottando uno spostamento di mezz’ora (India, Afganistan,
Terranova, Australia Centrale, ecc.) o di 45m (Nepal, I.le Chatham (NZ)) 4) La Cina ha un unico fuso orario (invece di 5)
Fusi orari
-11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10 +11 +12 -12
Linea del cambiamento di data indietro1 giorno
Es.29/10 11 h 15 m 22 s
avanti 1 giorno 29/10
30/10
19
Il tempo solare apparente e il tempo solare medio
Il tempo solare apparente è la somma dei giorni, ore e minuti solari apparenti
Il tempo solare medio è la somma dei giorni, ore e minuti solari medi.
Inizio novembre
TSA 12:00:00 12:00:00 12:00:00 12:00:00
| 24
h0
m01
s| 24
h0
m02
s| 24
h0
m03
s|
TSM 12:00:00 12:00:01 12:00:03 12:00:06
Equazione del tempo = TSA – TSM
+ Sole in anticipo (o veloce) – Sole in ritardo (o lento)
12:00:00 - 12:00:06 = - 06 s
TSA = TSM
15 aprile 15 giugno 1 settembre 25 dicembre
Equazione del tempo = TSA – TSM
Sole Lento
_
Sole veloce
+
+ 16 m (3/11)
- 14 m (12/2)
21 Esempio di utilizzo dell’equazione del tempo
Considerazioni:
1) Il nord è individuato dall’ombra di un oggetto verticale nel momento del mezzogiorno solare (culminazione del sole sul meridiano del luogo).
2) L’orologio misura il tempo solare medio ed è regolato sul tempo standard (fuso orario) Quale ora indica l’orologio (tempo solare medio locale) al momento della culminazione del Sole (mezzogiorno solare apparente) a Parma il 30/10?
0° 7° 30’ 15° 22° 30’
10° 19’ 15° - 10° 19’ = 4° 41’ = 281’
281’ x 4
s= 1124
s= 18
m44
s12
h+ 18 m 44
s= 12
h18 m 44
sEquazione del tempo il 30/10 = +16 m 05 s
12
h18 m 44
s- 16 m 05
s= 12
h02 m 39
sIl 12/2 ? Eq. Del tempo = -14 m 05 s 12 h 18 m 44 s + 14 m 05 s = 12 h 32 m 49 s
Parma Long. 10° 19’ E
Si debba individuare la direzione del nord in un punto a Parma (Campus) il 30/10 senza
l’ausilio di una bussola o del GPS.
Ore esatte dell’alba e del tramonto
1) Rifrazione atmosferica 2) Dimensioni del disco solare
Rifrazione atmosferica Densità
crescente
β
α
23 L’orizzonte apparente (o sensibile) è una superficie curva che delimita il campo di visibilità in un punto della superficie terrestre.
Orizzonte geometrico Orizzonte sensibile
o apparente
S
W E
(Equatore all’equinozio) 36’ + 16’ = 52’ 52’ x 4 s = 208 s = 3 m 28 s
T = x / sen50°
T = 52’ / 0,766 = 67’ x 4 s = 268 s = 4 m 28 s
} 36’
orizzonte geometrico
orizzonte sensibile
} 16’
Dimensioni del disco solare
lat. 40° N
36’
Orbita apparente a 40° N